脉冲基础知识
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1 f = T
2．矩形波的分解 ． 矩形波可由基波和多次谐 波叠加而成； 波叠加而成 ； 基波的频率与矩 形波相同， 谐波的频率为基波 形波相同 ， 的整数倍； 的整数倍； 表达式： 表达式：
A A v = A sin ω 0t + sin 3ω 0t + sin 5ω 0t + L 3 5
10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 一、RC电路的过渡过程 电路的过渡过程 由于C两端电压不能突变 所以在充、 两端电压不能突变， 由于 两端电压不能突变，所以在充、 放电时必须经历一个过渡过程。 放电时必须经历一个过渡过程。 结论：充放电时电容两端电压、 结论：充放电时电容两端电压、电流 呈指数规律变化； 呈指数规律变化；充放电的速度与时间常 有关， 单位为s。 越大， 数τ有关，τ = R × C ，单位为 。τ越大， 充放电越慢； 越小，充放电越快。 充放电越慢；τ 越小，充放电越快。 实验证明： 充电电压为V 实验证明：当t = 0.7τ时，充电电压为 G 的一半；放电电压为电容器两端电压V 的一半；放电电压为电容器两端电压 C的一 充放电过程基本结束。 半；当t = (3~ 5)τ时，充放电过程基本结束。 RC电路的主要应用：波形变换。 电路的主要应用：波形变换。 电路的主要应用 常用电路有微分电路、积分电路。 常用电路有微分电路、积分电路。 动画 RC充放电 充放电
10.1.2 矩形脉冲波
• 脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。 脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。 • 理想的矩形波上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。 理想的矩形波上升沿、下降沿陡直； 顶部平坦。 • 实际的矩形波波形。 实际的矩形波波形。
1．矩形脉冲波的主要参数 ． （ 1） 幅度 m ——脉冲 ） 幅度V 脉冲 电压变化的最大值。 电压变化的最大值。 脉冲从幅 （2）上升时间 r ——脉冲从幅 ）上升时间t 度的10%处上升到幅度的 处上升到幅度的90% 度的 处上升到幅度的 处所需时间。 处所需时间。 3）下降时间t ——脉冲从幅度的 脉冲从幅度的90%处下降到幅度的 （3）下降时间tf ——脉冲从幅度的90%处下降到幅度的 10%处所需的时间。 处所需的时间。 处所需的时间 定义为前沿和后沿幅度为50%处 （ 4）脉冲宽度 p —— 定义为前沿和后沿幅度为 ） 脉冲宽度t 处 的宽度。 的宽度。 对周期性脉冲， （5）脉冲周期 —— 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对 ）脉冲周期T 应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率f， 应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率 ，即
10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 三、RC积分电路 积分电路 1．电路组成 ． 2．电路特点 ． (1) v0取自 电路的电容 两端。即 v0 = vC ； 取自RC电路的电容 两端。 电路的电容C两端 (2) τ >> tp，通常τ ≥3tp； 3．工作原理 ． 期间, 被充电 被充电， 以指数规律缓慢上升； 在vI = vM期间 C被充电，vo = vC以指数规律缓慢上升； 期间, 放电， 以指数规律下降。 在vI = 0期间 C放电，vo = vC以指数规律下降。 期间 放电 4．功能：将矩形波转换成锯齿波（三角波）。 ．功能：将矩形波转换成锯齿波（三角波）。
τ = RC = 20 × 103 × 200 × 10−12 s = 4 × 10−6 s= 4 µs =
(2) 求方波的脉冲宽度
T 1 1 tp = = = s = 5 × 10 −5 s = 50 µs 2 2 f 2 × 10 × 133
(3) 结论：因 τ ≤ 结论：
1 tp 5
，所以是微分电路。 所以是微分电路。
三、RC积分电路 积分电路 [例10.1.1] RC电路中，R = 20 kΩ，C = 200 pF，若输入 例 电路中， 电路中 Ω ， f = 10 kHz的连续方波 ， 问此 电路是微分电路 ， 还 的连续方波， 电路是微分电路， 的连续方波 问此RC电路是微分电路 是一般阻容耦合电路？ 是一般阻容耦合电路？ 解 (1) 求电路时间常数
10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 二、RC微分电路 微分电路 1．电路组成 ． 动画RC微分电路 动画 微分电路 2．电路特点 ． (1) 输出信号取自 电路中的电阻 两端。即vO = vR； 输出信号取自RC电路中的电阻 两端。 电路中的电阻R两端 (2) 时间常数 τ <<tp，通常取 τ ≤0.2 tp； 3．工作原理 ． 4．电路功能 ． 将矩形波变换成尖峰波，检出电路的变化量。 将矩形波变换成尖峰波，检出电路的变化量。
10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形 10.1.2 矩形脉冲波 10.1.3 RC微分电路和 积分电路 微分电路和RC积分电路 微分电路和 10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器
10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形 1．脉冲的概念 ． • 脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。 脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。 • 动画 M1001脉冲的概念 脉冲的概念 • 脉冲：瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电 脉冲：瞬间突然变化、 流称为脉冲信号，简称为脉冲。 流称为脉冲信号，简称为脉冲。 2．常见的几种脉冲波形 ．
C1 = R2 C0 R1
（3）结论：C1要适当：过小，欠补偿；过大，过补偿。 ）结论： 要适当：Fra Baidu bibliotek小，欠补偿；过大，过补偿。
10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 3 ．补偿电容 1 对输出脉冲波形的影响 补偿电容C
三、RC积分电路 积分电路 [例10.1.2] RC电路中，若C = 0.1 µF，输入脉冲宽度 例 电路中， 电路中 ， tp = 0.5 ms，要构成积分电路，电阻 至少应为多 ，要构成积分电路，电阻R至少应为多 少？ 解 构成积分电路必须τ = RC≥ 3tp 则 即
R≥ 3t p C = 3 × 0.5 ×10
6 3
0.1×10 R ≥ 15 kΩ Ω
Ω = 15 kΩ
所以R值至少为 所以 值至少为15 kΩ。 值至少为 Ω
10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 1．问题的提出 ． 在低频放大器中， 在低频放大器中，信号的衰减 常用电阻分压器来实现； 常用电阻分压器来实现； 在脉冲电路中，若采用电阻分压器， 在脉冲电路中， 若采用电阻分压器， 由于存在分布电容和负载电容（ 由于存在分布电容和负载电容（统称寄生 电容C 传输脉冲信号就会产生失真。 电容 0），传输脉冲信号就会产生失真。 2．解决办法—— 采用脉冲分压器 ．解决办法 （1）电路 ） （2）特点：R1两端并联一补偿电容 1。 ）特点： 两端并联一补偿电容C C1 最佳值： 最佳值：
三、RC积分电路 积分电路 5．应用 ． (1)将矩形脉冲波变换成近似三角波（或锯齿波）； 将矩形脉冲波变换成近似三角波（ 将矩形脉冲波变换成近似三角波 或锯齿波） (2)应用“积分延时”现象，把跳变电压“延缓”； 应用“ 应用 积分延时”现象，把跳变电压“延缓” (3)从宽窄不同的脉冲串中，把宽脉冲选出来。 从宽窄不同的脉冲串中，把宽脉冲选出来。 从宽窄不同的脉冲串中
2．矩形波的分解 ． 矩形波可由基波和多次谐 波叠加而成； 波叠加而成 ； 基波的频率与矩 形波相同， 谐波的频率为基波 形波相同 ， 的整数倍； 的整数倍； 表达式： 表达式：
A A v = A sin ω 0t + sin 3ω 0t + sin 5ω 0t + L 3 5
10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 一、RC电路的过渡过程 电路的过渡过程 由于C两端电压不能突变 所以在充、 两端电压不能突变， 由于 两端电压不能突变，所以在充、 放电时必须经历一个过渡过程。 放电时必须经历一个过渡过程。 结论：充放电时电容两端电压、 结论：充放电时电容两端电压、电流 呈指数规律变化； 呈指数规律变化；充放电的速度与时间常 有关， 单位为s。 越大， 数τ有关，τ = R × C ，单位为 。τ越大， 充放电越慢； 越小，充放电越快。 充放电越慢；τ 越小，充放电越快。 实验证明： 充电电压为V 实验证明：当t = 0.7τ时，充电电压为 G 的一半；放电电压为电容器两端电压V 的一半；放电电压为电容器两端电压 C的一 充放电过程基本结束。 半；当t = (3~ 5)τ时，充放电过程基本结束。 RC电路的主要应用：波形变换。 电路的主要应用：波形变换。 电路的主要应用 常用电路有微分电路、积分电路。 常用电路有微分电路、积分电路。 动画 RC充放电 充放电
10.1.2 矩形脉冲波
• 脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。 脉冲技术最常用的波形是矩形波、方波。 • 理想的矩形波上升沿、下降沿陡直；顶部平坦。 理想的矩形波上升沿、下降沿陡直； 顶部平坦。 • 实际的矩形波波形。 实际的矩形波波形。
1．矩形脉冲波的主要参数 ． （ 1） 幅度 m ——脉冲 ） 幅度V 脉冲 电压变化的最大值。 电压变化的最大值。 脉冲从幅 （2）上升时间 r ——脉冲从幅 ）上升时间t 度的10%处上升到幅度的 处上升到幅度的90% 度的 处上升到幅度的 处所需时间。 处所需时间。 3）下降时间t ——脉冲从幅度的 脉冲从幅度的90%处下降到幅度的 （3）下降时间tf ——脉冲从幅度的90%处下降到幅度的 10%处所需的时间。 处所需的时间。 处所需的时间 定义为前沿和后沿幅度为50%处 （ 4）脉冲宽度 p —— 定义为前沿和后沿幅度为 ） 脉冲宽度t 处 的宽度。 的宽度。 对周期性脉冲， （5）脉冲周期 —— 对周期性脉冲，相邻两脉冲波对 ）脉冲周期T 应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率f， 应点间相隔的时间。周期的倒数为脉冲的频率 ，即
10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 三、RC积分电路 积分电路 1．电路组成 ． 2．电路特点 ． (1) v0取自 电路的电容 两端。即 v0 = vC ； 取自RC电路的电容 两端。 电路的电容C两端 (2) τ >> tp，通常τ ≥3tp； 3．工作原理 ． 期间, 被充电 被充电， 以指数规律缓慢上升； 在vI = vM期间 C被充电，vo = vC以指数规律缓慢上升； 期间, 放电， 以指数规律下降。 在vI = 0期间 C放电，vo = vC以指数规律下降。 期间 放电 4．功能：将矩形波转换成锯齿波（三角波）。 ．功能：将矩形波转换成锯齿波（三角波）。
τ = RC = 20 × 103 × 200 × 10−12 s = 4 × 10−6 s= 4 µs =
(2) 求方波的脉冲宽度
T 1 1 tp = = = s = 5 × 10 −5 s = 50 µs 2 2 f 2 × 10 × 133
(3) 结论：因 τ ≤ 结论：
1 tp 5
，所以是微分电路。 所以是微分电路。
三、RC积分电路 积分电路 [例10.1.1] RC电路中，R = 20 kΩ，C = 200 pF，若输入 例 电路中， 电路中 Ω ， f = 10 kHz的连续方波 ， 问此 电路是微分电路 ， 还 的连续方波， 电路是微分电路， 的连续方波 问此RC电路是微分电路 是一般阻容耦合电路？ 是一般阻容耦合电路？ 解 (1) 求电路时间常数
10.1.3 RC微分电路和积分电路 微分电路和积分电路 二、RC微分电路 微分电路 1．电路组成 ． 动画RC微分电路 动画 微分电路 2．电路特点 ． (1) 输出信号取自 电路中的电阻 两端。即vO = vR； 输出信号取自RC电路中的电阻 两端。 电路中的电阻R两端 (2) 时间常数 τ <<tp，通常取 τ ≤0.2 tp； 3．工作原理 ． 4．电路功能 ． 将矩形波变换成尖峰波，检出电路的变化量。 将矩形波变换成尖峰波，检出电路的变化量。
10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形 10.1.2 矩形脉冲波 10.1.3 RC微分电路和 积分电路 微分电路和RC积分电路 微分电路和 10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器
10.1 脉冲基础知识
10.1.1 脉冲的概念及其波形 1．脉冲的概念 ． • 脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。 脉冲技术是电子技术的重要组成部分，应用广泛。 • 动画 M1001脉冲的概念 脉冲的概念 • 脉冲：瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电 脉冲：瞬间突然变化、 流称为脉冲信号，简称为脉冲。 流称为脉冲信号，简称为脉冲。 2．常见的几种脉冲波形 ．
C1 = R2 C0 R1
（3）结论：C1要适当：过小，欠补偿；过大，过补偿。 ）结论： 要适当：Fra Baidu bibliotek小，欠补偿；过大，过补偿。
10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 3 ．补偿电容 1 对输出脉冲波形的影响 补偿电容C
三、RC积分电路 积分电路 [例10.1.2] RC电路中，若C = 0.1 µF，输入脉冲宽度 例 电路中， 电路中 ， tp = 0.5 ms，要构成积分电路，电阻 至少应为多 ，要构成积分电路，电阻R至少应为多 少？ 解 构成积分电路必须τ = RC≥ 3tp 则 即
R≥ 3t p C = 3 × 0.5 ×10
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0.1×10 R ≥ 15 kΩ Ω
Ω = 15 kΩ
所以R值至少为 所以 值至少为15 kΩ。 值至少为 Ω
10.1.4 RC脉冲分压器 脉冲分压器 1．问题的提出 ． 在低频放大器中， 在低频放大器中，信号的衰减 常用电阻分压器来实现； 常用电阻分压器来实现； 在脉冲电路中，若采用电阻分压器， 在脉冲电路中， 若采用电阻分压器， 由于存在分布电容和负载电容（ 由于存在分布电容和负载电容（统称寄生 电容C 传输脉冲信号就会产生失真。 电容 0），传输脉冲信号就会产生失真。 2．解决办法—— 采用脉冲分压器 ．解决办法 （1）电路 ） （2）特点：R1两端并联一补偿电容 1。 ）特点： 两端并联一补偿电容C C1 最佳值： 最佳值：
三、RC积分电路 积分电路 5．应用 ． (1)将矩形脉冲波变换成近似三角波（或锯齿波）； 将矩形脉冲波变换成近似三角波（ 将矩形脉冲波变换成近似三角波 或锯齿波） (2)应用“积分延时”现象，把跳变电压“延缓”； 应用“ 应用 积分延时”现象，把跳变电压“延缓” (3)从宽窄不同的脉冲串中，把宽脉冲选出来。 从宽窄不同的脉冲串中，把宽脉冲选出来。 从宽窄不同的脉冲串中